Si vous débutez dans la crypto, vous avez sans doute entendu parler des notions de Proof Of Stake et de Proof Of Work (la preuve de participation et la preuve de travail en français).
Mais vous ne savez pas exactement en quoi cela consiste et pourquoi c’est important.
Pas de problème !
C’est le but de ce guide.
D’ici quelques minutes, vous comprendrez et saurez différencier ces deux notions.
Je vous révélerai aussi leurs liens avec le staking et le mining, deux façons communes de gagner de l’argent avec les cryptos.
Vous pourrez alors naviguer plus en sécurité dans le monde des crypto-monnaies.
Dans ce guide, je vais utiliser au maximum des mots simples et des exemples concrets, pour rendre la compréhension de ces notions accessibles à tous.
Sans plus tarder, voici le programme qui nous attend :
- Introduction : le lien entre la blockchain, les crypto-monnaies et les mécanismes de consensus Proof of Work et Proof of Stake
- Les 2 mécanismes de consensus majeurs en crypto : Proof of Work vs Proof of Stake (PoW vs PoS)
- Qu’est ce que le Proof Of Work ?
- Les problèmes du Proof of Work
- Qu’est ce que le Proof Of Stake ?
- Les problèmes du Proof of Stake
- Proof Of Stake Vs Proof Of Work : quel est le meilleur ?
- Résumé : Proof of Work vs Proof of Stake
Introduction : le lien entre la blockchain, les crypto-monnaies et les mécanismes de consensus
J’aime bien raisonner en briques de connaissances.
Et pour comprendre ce que sont le proof of stake et le proof of work, nous devons déjà revenir brièvement sur ce que sont les cryptos et la blockchain.
Vous comprendrez alors 10x plus vite ce que sont les mécanismes de consensus proof of work et proof of stake et pourquoi ils sont si importants.
L’enjeu de la sécurité pour les crypto-monnaies
Une crypto-monnaie est un actif numérique transférable de pair à pair sans avoir besoin d’un tiers (un organisme central, une banque…etc.).
L’ambition des crypto-monnaies est de se présenter comme une alternative fiable au système monétaire mondiale.
Pour cela, il faut que les cryptos soient sécurisées.
L’enjeu est le suivant :
- Alice doit pouvoir faire 1 transaction de 1 Bitcoin à Bob
- Ce dernier doit la recevoir
- Et tous les participants du réseau doivent être d’accord sur le fait que c’est maintenant Bob qui possède ce Bitcoin.
Il faut aussi qu’Alice ne dépense pas deux fois le même argent (qu’elle fraude!).
La blockchain comme solution
Pour cela, les crypto-monnaies utilisent la technologie blockchain, une sorte de livre visible par tous qui répertorie toutes les transactions en temps réel et permet de sécuriser les transactions.
Dans une blockchain, les transactions sont enregistrées dans des blocs puis vérifiées par d’autres utilisateurs.
Si ces vérificateurs s’accordent sur une transaction, le bloc est fermé et crypté.
Il est ajouté à la blockchain existante.
La transaction est ensuite approuvée.
Regardez brièvement le schéma ci-dessous pour mieux comprendre :
Source : https://www.ledger.com/academy/blockchain/what-is-blockchain
Tout cela se fait de manière décentralisée, avec des milliers d’acteurs répartis dans le monde entier qui participent à la sécurisation du réseau.
Sauf qu’il y a un problème.
Des acteurs malveillants cherchent à “tricher”
Dans ce réseau décentralisé, il y a toujours des individus à qui on ne peut pas faire confiance.
Il y a ceux qui trichent, ceux qui coopèrent et ceux qui agissent simplement rationnellement.
Pour le bon fonctionnement de cet environnement difficile, il faut se mettre d’accord sur un historique unique des transactions.
Car sans cet accord sur qui possède quoi, le réseau ne vaudrait rien.
Les créateurs des cryptos (on parlera de Satoshi Nakamoto juste après) ont donc imaginé les mécanismes de consensus.
Le mécanisme de consensus d’une blockchain permet au réseau de s’accorder sur une version unique de l’histoire.
C’est son mécanisme de sécurisation.
Il intervient avant que le réseau approuve une nouvelle transaction.
Ces mécanismes ont deux buts :
1 – permettre aux bons acteurs d’être incités à bien valider les transactions via des récompenses, les ajouter dans la blockchain et créer des nouveaux tokens
2 – permettre aux mauvais acteurs d’être dissuadés par la complexité et le coût (en argent et en énergie) d’une action de triche.
Maintenant que vous savez cela, nous pouvons entrer dans le vif du sujet.
Les 2 mécanismes de consensus majeurs en crypto : Proof of Work vs Proof of Stake (PoW vs PoS)
Il existe deux mécanismes de consensus majeurs utilisées en crypto aujourd’hui :
- Le Proof Of Work, mécanisme le plus vieux des deux, utilisé par Bitcoin, ETH 1.0 et d’autres encore.
- Le nouveau mécanisme est appelé Proof Of Stake et est utilisé par ETH 2.0, Cardano, Tezos, Avalanche et d’autres nouvelles cryptos.
Le Proof Of Work, avec comme pionnier Bitcoin, utilise le “mining” pour cela.
Le Proof Of Stake, choisi par Cardano, Avalanche et d’autres utilise le “staking” pour cela.
Je vous propose de commencer par le proof of work car :
- c’est le premier mécanisme de consensus crypto développé dans l’histoire
- et cela vous permettra de mieux comprendre le proof of stake
Qu’est ce que le Proof Of Work ?
Le Proof Of Work n’est pas une technique récente.
Elle a été mentionnée pour la première fois en 1993 pour lutter contre les mails spams.
Puis, Satoshi Nakamoto l’a remis au goût du jour pour sécuriser la blockchain Bitcoin.
Il a réalisé que ce mécanisme pouvait être utilisé pour avoir un consensus entre les noeuds d’un réseau (les ordinateurs représentés par des personnes ou des groupes de personnes) et donc sécuriser Bitcoin.
Les noeuds en orange. Source : https://academy.bit2me.com/fr
Dans le Proof Of Work, abrégé PoW, tous les nœuds doivent résoudre un puzzle cryptographique.
Ce puzzle est résolu par des mineurs, dotés d’ordinateurs avec des puissances de calculs astronomiques.
Le premier à trouver la solution a la possibilité ajoute le bloc à la blockchain et gagne la récompense de minage.
Pour simplifier, imaginons que deux mineurs doivent résoudre l’équation suivante : 1 + 7 = 8.
Mineur 1 (avec son PC) :
1 + 7 = 19 *FAUX*
1 + 7 = 14 *FAUX*
1 + 7 = 9 *FAUX*
Mineur 2 (avec son PC) :
1 + 7 = 19 *FAUX*
1 + 7 = 10 *FAUX*
1 + 7 = 8 *VRAI* > gagne la récompense, car il a été le premier à trouver
Vous l’avez compris, les mineurs entrent donc en concurrence les uns avec les autres.
Cela pose plusieurs problèmes.
Les problèmes du PoW
La consommation d’énergie
Les mineurs cherchent tous en même temps à résoudre le puzzle algorithmique.
Tous les ordinateurs tournent donc en même temps et consomment une quantité astronomique d’énergie électrique.
Beaucoup de critiques de la cryptos attaquent d’ailleurs Bitcoin à ce propos.
Si le Bitcoin était un pays, sa consommation d’énergie serait classée au 31ᵉ rang mondial (sur 230) selon les données fournies par l’EIA, un organisme américain. Selectra annonce même dans une étude que la consommation électrique du Bitcoin équivaut à 75% de celle des ménages français.
Tout cela, à cause du mécanisme Proof Of Work.
Et ce n’est pas tout.
Les conglomérats de mining
Le PoW donne plus de récompenses aux gens qui ont le meilleur et le plus d’équipements.
Meilleur PC, meilleure puissance de calcul, et donc plus de chance de gagner des récompenses.
Les mineurs sont même allés plus loin.
De réelles entreprises se sont constituées en fermes de minage.
Et des mineurs se sont rassemblés en pools de mining, où ils mettent en commun leur puissance de calcul (“hash rate”) pour résoudre l’énigme en premier, créer le prochain bloc, et recevoir les récompenses.
La scalabilité
Avec Bitcoin, pour chaque transaction envoyée, il faut environ 10 minutes au réseau pour la confirmer.
De plus, la blockchain Bitcoin ne peut gérer qu’environ 7 transactions par seconde.
Cela ne gênait pas tant que ça Bitcoin.
Rappelons que son seul objectif est d’être un système de paiement mondial.
En revanche, le manque d’évolutivité est une des raisons majeures pour laquelle Ethereum veut changer de mécanisme de consensus.
En effet, depuis 2020, il y a eu le développement de la Finance Décentralisée (DeFi) et des NFT qui ont provoqué une forte congestion de réseau.
Et même si le réseau Ethereum permet davantage de transactions à la seconde, cette congestion devenait un problème épineux.
Dans le monde crypto, on a alors commencé à rechercher un autre mécanisme de consensus, qui serait plus efficient, c’est-à dire qui aboutirait à de bons résultats avec le minimum de d’efforts.
C’est celui nous allons découvrir maintenant : le Proof Of Stake ou Preuve de Participation en français.
Qu’est ce que le Proof Of Stake ?
Il était une fois un petit forum appelé Bitcoin Talk qui rassemble des passionnés de cryptos.
Un internaute, Quantum mechanic débute une conversation dans laquelle il propose un autre mécanisme de consensus.
Pour lui, le PoW met tout le monde en concurrence.
C’est donc un énorme gâchis.
Il propose alors le Proof Of Stake, un processus un processus d’élection dans lequel 1 nœud est choisi par hasard pour valider le bloc prochain.
D’ailleurs, petite parenthèse vocabulaire :
- Dans le PoW, on parle de mineurs qui minent des blocs.
- Dans le PoS, on parle de validateurs qui mintent ou forgent des blocs
Bon, en réalité, les validateurs ne sont pas totalement choisis au hasard.
Il y a des règles à respecter pour devenir validateur.
Comment devient-on validateur PoS ? Introduction au Staking
En général, on devient validateur en déposant un certain nombre de tokens dans le réseau.
On appelle cela un stake. Un peu comme un dépôt de sécurité.
Le staking est donc le fait de verrouiller des jetons pour participer à la validation des transactions et recevoir une récompense en échange.
En effet, la taille du “stake” détermine les chances pour un validateur d’être choisi pour forger le prochain bloc.
Prenons un exemple :
Bob dépose 100 euros dans le réseau quand Alice en dépose 1000.
Alice a donc 10 fois plus de chance d’être choisie pour le prochain bloc.
Il s’agit d’un processus linéaire.
Vu comme ça, cela n’a pas l’air juste.
En réalité, ça l’est davantage que dans le PoW où les conglomérats de mineurs peuvent bénéficier des économies d’échelle pour l’achat de leurs équipements et la dépense énergétique.
Comment ajoute t’on des blocs en PoS ?
Quand un validateur forge un nouveau bloc, il doit vérifier que toutes les transactions dans le bloc sont bien valides.
Si tout est correct, alors le nœud signe le bloc et l’ajoute à la blockchain.
Comme récompense, le noeud reçoit les frais qui sont associés à chaque transaction.
Mais comment peut-on faire confiance aux autres validateurs du réseau ?
C’est là que le stake intervient.
Les validateurs vont perdre une part de leur stake s’ils approuvent des transactions frauduleuses.
Aussi longtemps que le stake est plus grand que ce que le validateur reçoit en frais de transactions, on peut lui faire confiance pour bien faire son travail.
C’est une motivation financière qui fonctionne aussi longtemps que le montant du stake est plus grand que la somme rapportée avec les frais de transaction.
Si un nœud arrête d’être un validateur, son stake et tous les frais de transaction qu’il a reçus vont être débloqués au bout d’un certain temps.
Mais pas tout de suite.
Car le réseau doit être capable de le punir s’il découvre que certains des blocs qui ont été validés sont frauduleux.
Le Proof Of Stake a tout de même des lacunes qu’il convient de présenter dans la suite de ce guide.
Dans les 3 prochaines minutes, je vous dirai aussi quel mécanisme je trouve meilleur que l’autre.
Et nous ferons un résumé de tout ce que nous avons vu ensemble, pour que sortiez de ce guide avec des connaissances solides.
On continue !
Les problèmes du PoS
L’attaque des 51%
Si vous achetez la majorité des jetons d’un réseau, alors vous pourrez tout à fait contrôler et approuver des fausses transactions.
Dans le jargon crypto, on appelle cela un attaque des 51%.
C’est un point faible originellement discuté pour le Proof Of Work.
Si un mineur ou un groupe de mineur obtient 51% du pouvoir de hash, ils peuvent en effet contrôler la blockchain.
Dans le Proof Of Stake, cette attaque n’a pas vraiment d’intérêt.
Vous allez tout de suite comprendre.
Prenons l’exemple d’Ethereum, qui au moment où j’écris cet article, va bientôt passer en Proof of Stake.
Sa capitalisation est actuellement de $182,593,465,463.
Il faudrait donc qu’une personne dépense (51% x $182,593,465,463), soit près de 93 milliards de dollars pour effectuer une attaque, ce qui est hautement improbable.
Mais ce n’est pas le seul risque.
Favorise les riches
Rappelez vous, plus vous avez une grande part sur “stake”, plus vous avez la chance d’être sélectionné pour ajouter le prochain bloc.
Ainsi, les gens riches, vont être choisis plus fréquemment, collecter plus de frais de transaction, et devenir plus riche, et donc augmenter leurs chances d’être choisis comme validateur encore plus ….
A nous donc de nous positionner parmi les validateurs !
Même si de nombreuses personnes font en sorte de remédier à ce risque en imaginant des nouvelles règles.
Enfin dernier problème :
Défaillance d’un validateur
Imaginez qu’un validateur soit désigné mais qu’il ne fasse pas son travail.
Cela bloque la blockchain.
Heureusement, cela peut facilement être résolu avec un grand nombre de validateurs en backup.
Proof Of Stake Vs Proof Of Work : quel est le meilleur ?
Vous l’avez compris, les différences entre Proof Of Work et le Proof Of Stake sont grandes.
Personnellement, je suis défenseur d’un système financier alternatif.
Je me sens aussi concerné par le sort de notre planète.
Je suis donc en faveur de crypto-monnaies moins énergivores et plus évolutives.
Je trouve donc que le mécanisme Proof Of Stake plus adapté à notre situation actuelle.
En effet, les crypto-monnaies tendent à se populariser auprès du grand public.
Elles sont la promesse d’une alternative fiable et sécurisée au système monétaire actuel.
Il faut donc que les crypto-monnaies puissent permettre un bon nombre d’applications (DeFi, NFT…).
L’évolutivité est donc importante.
De plus, il y a une hausse des préoccupations environnementales et l’énergie dépensée par Bitcoin fait de plus en plus réagir.
La fondation Ethereum estime que le passage d’Ethereum en Proof Of Stake permettra de réduire sa consommation d’énergie de 99.95%.
Le schéma ci-dessous vont l’illustre parfaitement :
Source : developpez.com
The Merge pourrait être majeur dans l’histoire des crypto-monnaies.
Mais il faut quand même rendre hommage à Bitcoin et Satoshi…
…qui ont été des pionniers des crypto-monnaies.
Et donc la blockchain n’a jamais été corrompue grâce au mécanisme Proof Of Work.
Avant de nous dire aurevoir, je vous propose un tableau récapitulatif de ce que nous nous sommes dits :
Pos Vs Pow : résumé
| PoW | PoS | |
| Les créateurs de bloc | Mineurs | Validateurs |
| Ressources requises pour gagner les récompenses | Energie | Coins ou tokens |
| Coût de participation | Coût de l’équipement et de l’énergie pour le faire fonctionner | Coût des coins et des tokens |
| Forces | Le coût des équipements et de l’énergie rendent la sécurité robuste. La blockchain Bitcoin n’a jamais connu de défaillance grâce au PoW. | Moins énergivore Évolutif Plus facile de créer un nœud. Pas besoin d’équipements de mining puissant. Cette facilité encourage plus de monde à mettre en place un nœud, ce qui rend le réseau plus décentralisé et aussi plus sécurisé. |
| Faiblesses | Energie et scalabilité : Tout le monde peut miner, ce qui entraîne une concurrence, avec un fort besoin de puissance de calcul. Et donc une forte dépense d’énergie en plus d’un investissement important en matériel. Cela provoque aussi un manque de scalabilité Centralisation : Sur bitcoin, les conglomérats de mining contrôlent de larges portions de la blockchain. Ils centralisent le process de mining et cela peut être dangereux. Attaque des 51% Si les 3 pools majoritaires fusionnent ensemble, ils pourront avoir une majorité dans le réseau et pourraient approuver des transactions frauduleuses (attaque des 51%). | Attaque de 51% Favorise les riches Défaillance des validateurs |
Merci d’avoir lu cet article jusqu’au bout,
Si vous avez des questions ou que vous souhaitez réagir, n’hésitez pas à laisser un commentaire ci-dessous.
Je vous propose aussi de visiter notre site avec des nouveaux articles tous les jours pour mieux comprendre, investir et gagner de l’argent avec les cryptos,
A très vite,
